Chu trình carbon dioxide và oxy hoạt động thông qua các quá trình chuyển đổi carbon trong khí quyển thành oxy và chuyển oxy trở lại thành carbon dioxide. Thực vật là nhà sản xuất chính của oxy thông qua một quá trình gọi là quang hợp. Chúng sử dụng carbon dioxide và ánh sáng mặt trời để sản xuất năng lượng và giải phóng oxy vào khí quyển.
Chu trình oxy và chu trình carbon có mối liên hệ chặt chẽ với nhau. Sau khi thực vật thải khí cacbonic vào không khí, con người và động vật lấy khí ôxy và thở ra khí cacbonic. Thực vật sử dụng lại carbon dioxide, lặp lại chu kỳ.
Các quá trình sử dụng oxy là thở, phân hủy, rỉ sét và đốt cháy. Hô hấp cho phép con người và động vật sử dụng oxy khi hít vào và chuyển hóa oxy thành carbon dioxide khi thở ra. Quá trình phân hủy là một quá trình khác sử dụng hết oxy và thải ra carbon dioxide. Các sinh vật phân hủy, chẳng hạn như vi khuẩn và nấm, tiêu hóa chất thải dựa trên carbon từ động vật. Chúng cũng hô hấp và thải carbon dioxide vào không khí. Gỉ, còn được gọi là quá trình oxy hóa, liên quan đến việc sử dụng oxy khi một thứ gì đó bị gỉ. Trong quá trình đốt cháy, oxy, nhiên liệu và nhiệt là cần thiết để tạo ra lửa.
Quá trình chính tạo ra oxy là quang hợp, được thực vật sử dụng để sản xuất thực phẩm và năng lượng. Thực vật có nhiệm vụ tạo ra phần lớn oxy mà con người và động vật cần. Thông qua chu trình oxy và carbon, lượng oxy và carbon có sẵn trong khí quyển được cân bằng.